从三峡到白鹤滩，中国工程师打破“无坝不裂”魔咒

湖北日报全媒记者 戴文辉 通讯员 李洋 吴辉特 实习生 李杰锋

把大坝想成一块巨型蛋糕。蛋糕刚出炉时，外皮先冷、内芯还烫，一缩一胀就“咔”地裂开。大坝也一样：水泥在水里“发烧”，表面被江风迅速吹凉，里外温差一大，就会拉出一道道“皱纹”——这些皱纹就是温度裂缝。裂缝虽小，却能让大坝漏风渗水，久而久之危及安全。这就是“无坝不裂”的魔咒。

三峡集团混凝土中心主任李文伟用了30多年打破这一魔咒。从长江到金沙江，从三峡大坝到向家坝、溪洛渡、白鹤滩、乌东德，他率领团队溯流而上，破解了巨型大坝混凝土材料难题，创建高抗裂高耐久大坝混凝土技术体系，树立起新的行业标杆。

9月24日，第六届杰出工程师奖颁奖典礼在北京举行。获奖后，李文伟向湖北日报全媒记者讲述了攻关无缝大坝的故事。

李文伟在颁奖仪式上。（湖北日报全媒记者戴文辉摄）

上百种配比试验，选定最具耐久性的材料

建筑混凝土大坝的过程，有些像烘焙蛋糕——做好模具，将材料灌装进去，等待冷却成型。这个过程中，往往会产生温度裂缝。

“大坝浇筑，更像是一场与自然环境的较量。”李文伟说，出现温度裂缝后，需要再往裂缝里灌浆、填充裂缝，不仅耗时耗力，还留下了隐患。

1986年从武汉水利电力学院（现武汉大学水利水电学院）毕业后，李文伟去了宜昌，赶上葛洲坝工程建设的尾巴，紧接着又参与三峡工程的前期研究，“要让大坝无缝，首先要提升混凝土质量。我接受任务组成了一个团队，研究大坝开裂及耐久性问题。”

年轻时的李文伟。（受访单位供图）

当时的主流设计理念以提高混凝土强度为主。李文伟则提出，应当综合衡量混凝土的多个性能，特别是耐久性。从高强度到高耐久，随着设计理念转变，混凝土配制的技术路线、原材料选择都发生明显变化。

“我们从源头入手，选择抗裂性、抗冻耐久性更好的中热硅酸盐水泥。根据三峡大坝的特殊要求，对其进行改进，使它具有微膨胀特性，进一步提升其抗裂性，又在国家标准的基础上，对性能指标提出更严格、更科学、更精细化的要求。”李文伟说。

他和团队将实验室建在三峡工程施工现场，除了材料测试、模拟试验、现场应用研究，还和其他科研团队同步开展平行验证试验。1997年，通过上百种配比试验，李文伟团队调试出适用于三峡大坝的中热硅酸盐水泥。2006年5月，三峡大坝浇筑到顶。经多次抽取混凝土芯样验证，大坝混凝土砂子、石子分布均匀，胶结优良。

李文伟团队，初战告捷。

发电量近4000亿千瓦时，未出现一条温度裂缝

2000年起，依托国家重大科技项目，李文伟团队开始研究低热水泥。此后6年，他们通过优化水泥矿物组成、重构矿物晶体结构、改变水化反应速率，攻克“高性能低热硅酸盐水泥”制备技术。之后在向家坝、溪洛渡两座水电站均局部应用了低热水泥，实际效果良好。

后续开发建设的乌东德、白鹤滩水电站，要不要全面使用低热水泥混凝土技术？各方意见不一。

疑虑是客观存在的：两座大坝均位于干热河谷，局地气候恶劣，昼夜温差大，大风天气多；两坝都是“瘦高型”的双曲拱坝，犹如弯曲的、薄薄的鸡蛋壳镶嵌在峡谷之中，承受巨大的水压力；最令人担心的是，大规模低热水泥混凝土技术应用没有先例，风险不明。

李文伟斩钉截铁：“有人说传统技术成熟，即使微裂也不会出大问题，但我就是要追求一点都不裂。”

他的团队提交了一份内容扎实的研究报告，并通过系列实验结果，最终说服了决策层，将低热水泥混凝土技术推广到乌东德、白鹤滩。大坝浇筑过程中，李文伟每天“如临深渊、如履薄冰”，“只要电话铃一响，我的心就一紧。”

李文伟在工地上。（受访单位供图）

2023年4月12日，白鹤滩大坝破纪录地取出一根长度为36.74米的芯样——大约13层楼那么高。如果层间结合不好，芯样会很快断开；芯样越长，说明混凝土质量越高。

从中热水泥到低热水泥，虽仅一字之差，却意味着无缝大坝技术在环境、气候等方面的全面突破。如今，乌东德、白鹤滩已投产多年，累计发电量近4000亿千瓦时。“各项监测数据正常，大坝运行状态良好。截至目前，没有出现一条温度裂缝。”李文伟说。

“无缝大坝是中国水电整体进步的体现”

“能建成无缝大坝，并不是我们一个团队的成就，而是中国水电整体进步的体现。”李文伟说，大坝建设是一个系统工程，水泥只是解决材料问题，前期的勘察预判、施工期间的质量控制、建成后的运维等，都决定着大坝质量。

李文伟说，三峡集团有“追求完美极致”的基因。目前，他的团队正策划实施“百年混凝土工程计划”——持续跟踪研究服役大坝混凝土性能演变，并在已建成的大坝内安装传感器，实时监测混凝土的温度、湿度、应力等关键参数，为大坝的全生命周期管理提供科学依据。团队还积极引入AI技术，“以往做混凝土配比设计与试验，必须做出样品。将来可以用AI技术进行智能设计、数字试验，效率更高。”李文伟说。

第六届杰出工程师颁奖仪式。（湖北日报全媒记者戴文辉摄）

2006年，李文伟在美国科罗拉多州访学，参加一个全美大坝建设论坛。嘉宾们发言完毕后，主持人仅仅出于礼貌地问了一句：来自中国的代表有什么要说的吗？

李文伟“腾”地一下站起来，说：“我有新东西要介绍！”他讲了半小时，全面介绍了三峡工程的技术水平、中国水电发展现状以及中国工程师建设三峡工程的科学态度，引起强烈反响。事后，好几家美国高校、研究机构请他去做报告。

近20年来，中国水电的飞速发展举世瞩目。李文伟参与建设长江干流上的5座巨型水电站，加上葛洲坝，构成世界最大清洁能源走廊。这条绿色走廊跨越1800多公里、水位落差超900米，总装机容量7169.5万千瓦，年均生产清洁电能约3000亿千瓦时。

如果再去一趟科罗拉多，会讲些什么？李文伟想了一下，即兴作了一首打油诗：都江古堰越千年，三峡大坝创新元；治水神工今犹在，金沙典范永流传。